Modul obsluhující dva sériově zapojené li-on článeky

Transkript

1 Modul obsluhující dva sériově zapojené li-on článeky Jan Chroust Modul je osazen obvodem pro zajištění nabíjení dvou sériově zapojených li-on článků. Samozřejmostí je moderní obvod pro měření zbývající energie a celkové monitorování článků. Výstupem je I2C sběrnice. Článek je ošetřen proti případnému poškození přepětím. 1. Technické parametry Parametr Hodnota Poznámka Napájení Pouzdro na články Rozhraní 12 V 2x18650 I2C, HDQ Integrované obvod: BQ24103 Nabíjení BQ34Z100 Měření článku Rozměry x x 16 mm Výška nad základní deskou LION2CELL01D / / jacho/ 1 / 6

2 2. Popis konstrukce Nastavení děliče u BQ34Z100 pro měření napětí Dělič pro měření napětí je tvořen odpory R23 a R24. Hodnota napětí na pinu BAT nesmí přesáhnout 900 mv, proto se hodnota odporu vypočítá následujícím vzorcem: R 24 = 16500Ω(V in max 900mV)/900mV Výsledkem je pro dva články 137,5 kω, ale z důvodu lepší dostupnosti byl zvolen obvod R24 140kΩ. R23 16k5. Výpočet hodnoty dělícího poměru v mv, který se zapisuje do nastavení obvodu se dopočítá tímto vzorcem: Po vložení hodnot: Výsledná hodnota poměru: Poměr = 1000 R 23 (R 23 + R 24 ) Poměr = ,5 Po převod na HEX (tato hodnota se vkládá): (16, ) Poměr = 9484 mv Poměr = 250C LION2CELL01D / / jacho/ 2 / 6

3 3. Schéma LION2CELL01D / / jacho/ 3 / 6

4 4. Osazení a oživení LION2CELL01D / / jacho/ 4 / 6

5 Osazení Označení Typ Pouzdro Počet BT1 2x18650_LION-RESCUE- LION2CELL01C 2LION 1 C1,C4,C6,C7,C8,C9,C12,C13,C15,C16,C18,C19 100nF SMD C2 47uF TantalC_SizeC_Reflow 1 C3,C11 10uF SMD C5 330nF SMD C14 1uF SMD C17 3n3 SMD D1,D2 M4 SMA_Standard 2 J1,J7,J13 JUMP_4X2 Straight_2x04 3 J2,J3,J5,J6,J10,J11,J12,J14 JUMP_2x1 Straight_1x02 8 J4 JUMP2_2x1 Straight_1x02 1 J8,J9 CONN1_1 WAGO256 2 L1 DE DE P1,P2,P3,P4 _ MountingHole_3mm 4 Q1 IRLML6244 SOT-23 1 R1 160R SMD R2 260R SMD R3,R9,R18,R19 100R SMD R4 10k SMD R5 10K SMD R6,R7,R8,R27,R28,R29,R30,R31,R32, R33,R34 2K2 SMD R10,R20 1K SMD R11,R12 7K5 SMD R13 9K31 SMD R14 442K SMD R15 NCP21XV103J03RA SMD R16 0R1 R_ R17 10K NTC SMD R21,R25 270k SMD R23 16k5 25ppm SMD R24 140k.1% 25ppm SMD R26 165k SMD U4 SN74HC164D SO-14 1 SW1 SW_PUSH SW_PUSH_SMALL 1 U3 BQ34Z100 TSSOP- 14_4.4x5mm_Pitch0.65m 1 m U1 BQ29209 VSON-8 1 C10 100uF TantalC_SizeD_Reflow 1 LION2CELL01D / / jacho/ 5 / 6

6 U2 BQ24103 VQFN-20 1 F1 5A Drzak_ F3 2A Drzak_ D7,D8,D9,D10,D11,D12,D13,D14 ORAGE LED_ D3,D4 Green LED_ D5 Red LED_ J15 CONN_2 SMD_1_2x2 1 C20 10uF TantalC_SizeC_Reflow 1 U5 TPS76601 SO-8 1 R35,R36 47k SMD U6 APX810-31SAG-7 SOT-23 1 R22 0R01 75PPM SMD Oživení Nejprve je dobré zkontrolovat PCB, zda je dobře zapájené. Následně se mohou vložit baterie. Je potřeba dodržet pořadí vyznačené pod pouzdrem. Nejprve se vkládá baterie do pozice 1 a pak teprve do pozice 2. Prohození pořadí může způsobit, že se modul nebude chovat správně. Po vložení článků by se měli rozsvítit všechny oranžové LED pro diagnostiku zbývající energie článků (může být zhaslí libovolný počet, ale z většiny případů jsou rozsvíceny). Dále se může vyzkoušet před nahráním programu, zda je ve funkčním stavu nabíjecí část. Po zapojení 12V adaptéru by se měla rozsvítit jedna zelené LED detekující připojení napájení. Následně by se měla rozsvítit červená LED indikující, že modul nabíjí, nebo druhá zelená LED že jsou články již nabity. Program pro nahrání parametrů do obvodu pro měření energie článků se nachází ve složce SW daného modulu v SVN. Program je vytvořen v PY, který je potřeba mít nainstalovaný. Nejsnadnější instalace je pomocí modulu USBI2C01A. Po nahrání programu je potřeba vyndat články a vložit je zpět v již popsaném pořadí. Pro ověření, že se program dobře nahrál, slouží druhý program, který vyčítá naměřená data. Program, který se nahrává do obvodu je nastaven na baterie firma Panasonic typ NCR18650B. Jmenovité napětí 3,6 V. Kapacita 3350 ma. V případě užití jiných baterií, je potřeba nahrávané parametry pozměnit. Modul bude fungovat, ale udávaná data o kapacitě článků nebudou věrohodná. Měření napětí na článcích, protékajícího proudu a teploty článku bude v pořádku. Po vložení článků je potřeba provést minimálně jeden vybíjecí a nabíjecí cyklus, aby byli hodnoty zbývající energie přesnější. Čím déle bude obvod připojen s články, budou se hodnoty zlepšovat. Pokud dojde k vyndání článků, měly by cykly proběhnout nanovo. V případě, že nato není čas, tak obvod provede odhadnutí zbývající kapacity článků. Modul je vybaven obvodem, který vyrovnává napětí na obou článcích, aby bylo stejné. Vyrovnávání se provádí tak, že jeden z článků je vybíjen. Tento vybíjecí proud měřící obvod zaznamenává. Pohybuje se řádově na hodnotě 10mA. LION2CELL01D / / jacho/ 6 / 6